所属领域：

本发明涉及汽车、摩托车和各种机械的制动器系统和离合器领 域。

背景技术：

现有的汽车、摩托车盘式制动器，常用的是大小活塞增力，并用 动力助力的液压盘式制动器。它具有无热衰退、水衰退的优点。所 以在汽车、摩托车上得到了广泛应用。但它也存在着制动力小、成 本高、设置驻车制动器十分复杂的缺点，它必须使用动力助力系统， 当发动机意外熄火后，轿车将没有制动力，特别危险。它在轿车上不 能作应急制动，安全性不很高。由于它的制动力不大，它不能用于货 车中，所以货车上只能使用安全性差的鼓式制动器，使货车的安全性 不能从根本上得到保证。

现在常用的汽车离合器，存在着操纵力大、传递力矩小。由于不 能采用湿式结构，它的寿命不长。虽然我发明的机械盘式制动器和离 合器(已获发明专利，专利号：ZL98808763.4)虽然能克服上述制动 器和离合器的缺点。但它也存在着其中几个主要零件形状复杂、加 工困难的缺点。并且作为制动器时有高度较高，增力器与制动组件不 能分开设置，用于货车制动器时不好布置的缺点。上述缺点在各种汽 车(底盘)设计文献中也有记载。

本发明就是要解决上述制动系统存在的安全性不很高的缺点、 和作离合器时寿命短的缺点，以及加工困难和不好布置的缺点，而发 明出的新一代制动器和离合器。

本发明的技术方案是：

高安全盘式制动器采用机械自动补偿或液压自动补偿进行补 偿；它也可以同时采用机械自动补偿或液压自动补偿。高安全盘式 制动器采用了机械增力机构增力或增压；它也可以同时采用机械增 力机构增力或增压。当它同时采用机械自动补偿或液压自动补偿时， 它除了可采用机械增压外，它还可以采用其它装置增压，比如由总 泵和真空助力器组成的增压装置增压进行行车制动，它这时采用机 械增力进行驻车、应急制动。它较好采用由杠杆块、滑块、滚动体、 活塞或施压活塞、螺纹板或调整板或中间盘零件为主组成的机械增 力或增压机构。

高安全制动器的机械增力(压)机构较好采用我发明的杠杆块、 滑块增力机构。当然，也可以采用其它机械机构，如凸轮、螺纹、斜 契(斜面)等，但效果差些。我的机械增力机构可以根据制动的需要进 行匹配，从而操作力小、操纵行程短、制动力大。

我的机械增力(压)机构的方案是：机体中装有螺纹板或调整 板或中间盘，螺纹板和调整板与机体螺纹连接，中间盘与机体连接。 在机体孔中与螺纹板或调整板或中间盘对应的还装有活塞或施压活 塞，活塞或施压活塞与机体孔滑动连接。装在机体中的这两个零件， 一个为螺纹板或调整板或中间盘，与另一个对应安装的活塞或施压 活塞，它们之中有一个应开有槽或孔，或它们都开有槽或孔，或一 个开有孔另一个开有槽。一般的讲螺纹板上只在中心开孔。装在机 体中的两个零件，活塞或施压活塞与螺纹板或调整板或中间盘之间 装有杠杆块。杠杆块上有两条平行的槽，或有一条槽和一个孔，或 有两个孔，或在杠杆块上有一凸出的曲面条块，另外的一个为槽或 孔，它们都有偏心。杠杆块上的槽或孔内装有滚动体。其中的一个 滚动体与螺纹板、活塞、调整板、施压活塞、中间盘的平面滚动连 接，或与它们上的槽或孔滚动连接，滚动体削去一部分后与它们为 滑动连接。另一滚动体的另一部份装入活塞、施压活塞、调整板、 中间盘、螺纹板的槽或孔中，并与它们主要为滑动连接(不排除有 点滚动的可能)。杠杆块上的槽或孔中装的滚动体与杠杆块主要为滑 动连接(不排除有点滚动的可能)。当然杠杆块的这部分也可以这样 设计，杠杆块装滚动体的地方设计成突出的并能转动的曲面，就好象 把滚动体固接(或焊接)在杠杆块上，而不再装滚动体。上述的槽为曲 面槽，如园弧、矩形、弧形、斜面、多斜面、多弧面、多曲面槽等 形状。当活塞或施压活塞或调整板或中间盘或螺纹板上有一个开 有槽或孔后，另一个对应的活塞或施压活塞或调整板或中间盘或 螺纹板可以只有斜面。上述的孔为曲面孔，主要为直孔、锥孔、弧 型孔、半球孔、平底孔等多种孔形。而杠杆块上装滚动体的槽为曲 面槽，较好为园弧槽或矩形槽或斜面槽。

杠杆块的尾部与活塞或施压活塞或螺纹板或调整板或中间盘或 机体内的一个面之间装有滑块。滑块的上部与杠杆块的尾部之间装 有滚动体，滚动体与滑块的上部和杠杆块尾部滚动连接。滑块的上 部可以有两个工作曲面，主工作曲面较好为斜面(其它的曲面也能满 足工作需要，如圆弧面等)，它的工作角度较好为10-45度，滑块 上部的另一个次工作曲面在工作时档住滚动体(滚针或滚轴)，这个 面较好为斜平面或直平面。滑块的下面与活塞或施压活塞或副活塞 的平面，或与螺纹板下平面或调整板或中间盘或机体内的平面滑动 连接，或经滚动体与它们滚动连接。为使杠杆块更好回位，可在杠杆 块尾部设置回位簧，回位簧的一端压在杠杆块的尾部，另一端作用在 活塞或机体或调整板上。

杠杆块的尾部有曲面，这个曲面与滑块上部装的滚动体滚动连 接。杠杆块的尾部曲面或斜面，根据需要，它可以由一段曲面(如园弧 面)或一段斜面，或者由多段曲面或多段斜面组成。它的工作角度较 好为3-70度。

为增加分离间隙，快速消除间隙和使操作行程尽可能小，可以在 活塞或施压活塞开曲面槽。活塞上的槽开成曲面槽后。这时在调整 板或中间盘上也开一槽或孔(曲面槽)或在螺纹板的中心开一孔。 安装在杠杆块上的一个滚动体，它的另一部分安装在调整板或中间 盘或螺纹板的槽或孔中。安装在杠杆块上的另一个滚动体，它的另 一部分与活塞或施压活塞上的槽面连接。当制动器解除制动后，这 个滚动体落入活塞或施压活塞上面的槽中。制动初期滚动体快速推 动活塞或施压活塞向下移动。这样可以快速消除间隙，减小操纵行 程，增大制动力。当然也可以把上述结构反过来设置。

为提高制动器的承载能力，杠杆块上的槽中装的滚动体可以削去 一部分，使滚动体削去的部分与它原连接的接触处由线改为面，连接 方式由滚动摩擦变为滑动摩擦，提高了它的承载能力。

为使它能承受更大的载荷和减小摩擦，还可以在调整板或活塞与 杠杆块上装的削去一部分的滚动体之间设置一块支承板和装一些滚 动体(较好为滚轴或滚针)。

当制动器采用机械自动补偿时，自动补偿结构可以由，限位件(如 限位片、限位套等)、带螺纹的板(如螺纹板、调整板等)、提供扭 力的弹簧(如发条簧、扭簧等)、拉动限位件(如活塞，螺钉等)的 零件组成。限位件与机体摩擦连接并与拉动它的零件在制动时靠接， 带螺纹的板与机体螺纹连接，扭簧拉在机体和带螺纹的板之间。它 也采用机械增力结构增力。还可以采用螺杆、螺纹套、扭簧、回位 橡胶密封圈、摩擦件(套)等零件组成的非阶跃式机械自动补偿机 构来进行自动补偿(如附图22所示)。另外还可以采用螺杆、螺纹 套、扭簧、棘轮、棘爪等零件组成的阶跃式机械自动补偿机构来进 行自动补偿(如附图23所示)。

为增加杠杆块的增力比，增长杠杆块的长度，可以在机体上增加 一个副活塞。

当高安全盘式制动器采用液压自动补偿装置时，在它的液压系统 中设置了机械增力(压)装置(也叫增压器)，它对从制动总泵或存 制动油的容器，经管道来的液压油进行再增压和增压，经增压后的液 压油又进入了工作缸(也叫制动器)，制动器进行制动。机械增力 (压)装置和工作缸(制动器)可以共用一个机体，也可以分开设置， 各自用自己的机体。它们的活塞直径可以相同，也可以不同。

增压器和制动器分开设置时，增压器和制动器之间用管道连接。 可以用一个增压器驱动一个或几个工作缸(制动器)进行制动。从而 更好安装设置，使设计有更多选择。制动器与现在常用的液压盘式制 动器安在制动盘上的制动分泵总成可以完全一样(所有零件)，只是 增压器代替了动力助力器。这时可以把它们看成是一个制动系统。

在机体上应设置一个补偿孔，使增压腔和工作腔在不制动时与存 制动油的容器相通，以便自动进行补偿。消除间隙和制动时，施压活 塞上的皮碗或密封圈关闭了工作腔与低压管道或存制动油的容器的 通道后，施压活塞对液体增压，使制动器工作。

离合器的技术方案是：它的从动片、壳体与现在常用的单片离合 器基本一样。它作为离合器时与制动器不同的地方，除了常合外(制 动器是常分)，一个制动器一般只用一组杠杆块、滑块增力组件，而 离合器为了受力均匀，一般都要设置多组上述增力组件，离合器为了 分离彻底可加装几根回位簧。离合器只采用机械补偿装置。

在它的壳体中装有中间盘和压盘(相当于螺纹板、调整板、活塞、 施压活塞)，压盘与壳体滑动连接或经其它零件与机体连接(如现在 圆轴弹簧离合器中的传递扭力的拉力片簧等)，并可在机体中移动。 中间盘可在壳体中移动。在压盘上装有支承条。在中间盘或支承条 上有槽或孔，或都有槽或孔，或一个有槽另一个有孔。支承条或中 间盘上的槽也可为弧形、矩形、曲面、斜面槽等形状。当中间盘或 支承条中的一个有槽或孔时，对应的中间盘或支承条上可以只有斜 面。支承条与中间盘之间装有杠杆块。杠杆块上有两条平行的槽、 或有一条槽和一个孔、或有两个孔(较好为半球孔)、或在杠杆块上 有一凸出的曲面条块，另外的一个为槽或孔，它们都有偏心。杠杆块 上的槽可为弧形、矩形槽，上述的孔为曲面孔，主要为直孔、锥孔、 弧型孔、半球孔、平底孔等多种孔形，为使受力均匀尽可能少使用 孔或不使用孔。杠杆块上的槽或内装有滚动体。杠杆块槽或孔中装 的滚动体与中间盘或支承条的平面滚动连接或与它们上的槽或孔滚 动连接。杠杆块另一槽中装有另一滚动体，滚动体的另一部份装入支 承条或中间盘的槽或孔中，它们主要为滑动连接。当然杠杆块的这 部分也可以这样设计，杠杆块装滚动体的地方设计成突出的并能转 动的曲面，而不再装滚动体。杠杆块的尾部有曲面或斜面，这个曲面 或斜面与滑块上部装的滚动体滚动连接。杠杆块的尾部曲面或斜面， 根据需要，它可以由一段曲面(如园弧面)或一段斜面，或者由多段曲 面或多段斜面组成。在体积和操作行程不变的前提下，使离合器分离 时从动盘与飞轮和压盘的间隙增大，拖滞现象大幅减少。

杠杆块的尾部与支承条或中间盘上装的垫片之间装有滑块。滑块 上部与杠杆块的尾部之间装有滚动体，它与滑块上部和杠杆块尾部 滚动连接。滑块的上部有两个工作曲面，主工作曲面较好为斜面，它 的工作角度较好为10-45度，它与联接片的孔中装有滚动体。滑块 上部的另一个工作曲面在工作时档住滚动体，这个面较好为斜平面 或直平面。滑块的下面与压盘上装的垫片、中间盘下平面滑动连接， 或经滚动体滚动连接。为使杠杆块更好回位，可在杠杆块尾部设置回 位簧，回位簧的一端压在杠杆块的尾部，另一端作用在压盘或中间盘 上。滑块的下面与压盘上装的垫片、中间盘下平面滑动连接，或经滚 动体滚动连接。为使杠杆块更好回位，可在杠杆块尾部设置回位簧， 回位簧的一端压在杠杆块的尾部，另一端作用在压盘或中间盘上。

为快速消除间隙，在支承条和中间盘上同时开槽，安装在杠杆块 上的另一个滚动体，它的另一部分与支承条上面的曲面槽滚动连接。 当制动器解除制动后，这个滚动体落入支承条上面的曲面槽中。当 结合时滚动体快速推动支承条向下移动，并压压盘，离合器结合。 这样可以快速消除间隙，减小操纵行程，减小操纵力。

为提高离合器的承载能力，杠杆块上的槽中装的滚动体可以削去 一部分，使滚动体削去的部分与它原连接的接触处由线改为面，连接 方式由滚动摩擦变为滑动摩擦，提高了它的承载能力。

为使它能承受更大的载荷和减小摩擦，还可以在中间盘与杠杆块 上装的削去一部分的滚动体之间加装支承板和多根滚动体。

为使离合器磨损后能自动补偿，在壳体上安装了补偿螺杆、限位 轴、补偿扭簧、支承盘等零件。它的工作原理与制动器的机械自动 补偿机构一样。它的自动补偿装置可以由限位件(如限位轴等)、带 螺纹的轴(如螺杆等)、提供扭力的弹簧(如发条簧、扭簧等)、拉 动限位件的零件组成。限位件与壳体摩擦连接并与拉动它的零件在 制动时靠接。带螺纹的轴与壳体螺纹连接，并与拉动它的零件在结 合时靠接，扭簧拉在壳体和带螺纹的轴之间。上述的滚动体主要是 滚针、滚轴、钢球，最好为滚针、滚轴。

有益效果：

在制动器上采用了液压自动补偿方式，与现有盘式制动器的基本 一样，容易被接受。采用增压器与工作缸(制动器)分开设置的方式， 制动器的高度可以大幅降低，又可以用一个增压器驱动几个工作缸 (制动器)，制动器与现在常用的液压盘式制动器的分泵总成可以完 全一样，增压器代替了动力助力器。这样生产设备一样，材料一样， 大大降低了成本，缩短了开发周期。

同时，由于这种制动器和离合器的增力机构(杠杆块，滑块等零 件组成)的增力比可以按制动器和离合器的需要来设计。在操纵力和 操作行程与其它制动器和离合器相同时，以及体积相同时它有两级 增力。一级是斜契增力，另一级是杠杆增力，因而可以得到比其它制 动器和离合器更大的制动力和传递力矩，当其它条件一样时，一般 可大几至十几倍。反过来讲，当制动力和传递力矩一定时，其操作力 可以小几至十几倍，这就是它最大的优点。把它用于轿车上时，可以 不用动力助力，消除了发动机意外熄火无制动的隐患，使轿车的安全 性提高了0.5倍。特别是驻车制动器(手制动器)除了作驻车制动器 外，它还是应急制动器。既当行车制动器(脚制动器)失效时，用手制 动器可以按行车制动器的要求把轿车刹住。这样轿车在行驶时始终 有两套制动器在准备工作，其中一套失效时，另一套可立即工作，使 轿车的安全性又提高了1倍。由于它结构简单，特别是它十分容易设 置驻车制动器，因而成本却下降了25％-45％。制动器不需动力助力和 可作应急制动器使用这两个优点，是现有汽车制动器都做不到的。这 两个优点我已经在轿车上实验过，完全能实现。由于现在的盘式制动 器制动力不够，它不能用于货车上。货车只能用鼓式制动器。鼓式制 动器由于有热衰退和水衰退的致命缺点，安全性低很多。而高安全盘 式制动器由于制动力巨大，能方便地用于货车上，使货车的安全性大 幅提高。再也不用背大水箱冲淋鼓式制动器了。

现在车用离合器由于操作力一般由人力提供，因而操作行程和 操纵力有限。为了得到较大的传递力矩，它们都采用干式结构。而我 的离合器在与常用干式离合器操作力和操作行程相同时，却可以采 用湿式结构(如轿车或中、小货车上)。从而大幅提高了离合器的寿 命，一般可提高20倍左右。

增力机构与过去我的专利的增力机构主要的不同是，杠杆块可以 不再采用T字形，活塞上也不再有装滑块的深槽，从而大大简化了结 构，降低了成本，加大了工作行程(体积不变时)。

附图说明：

图1---1种摩托车用高安全盘式制动器总装图

图2---图1总装图中的活塞三面视图

图3---图1总装图中的杠杆块三面视图

图4---汽车用机械自动补偿，杠杆块上一个槽内装滚轴，另 一边为半球孔内装钢球，杠杆块与滑块上装的滚动体滚动连接的尾 部C为圆弧面，杠杆块尾部与活塞之间装有回位簧，用两级杠杆块、 滑块增压和增力的高安全盘式制动器总装图

图5--汽车用液压补偿，一个增压器驱动两个工作缸(制动器)， 并用定距单向阀进行快速消除间隙和用存制动油容器里的油进行 自动补偿，调整板用螺栓与机体连接，中间盘上开有半球孔，并装钢 球，杠杆块上装的与施压活塞连接的滚动体(钢球)削去一部份的 高安全盘式制动器总装图

图6---汽车用液压自动补偿结构，施压活塞与工作活塞共用 一个机体，应急制动器(手制动)也用液压传动，用安在手制动上 的另一总泵和另一油管(26)传动，两个传动分泵设置在一个机体 中。在调整板上开有与滚动体(钢球)滑动连接的孔，在施压活塞 开有与滚动体(滚轴)滚动连接的，由两段斜面和一个圆弧面组成 的槽，并可快速消除间隙的高安全盘式制动器总装图

图7---汽车用液压自动补偿，施压活塞(增压器)与工作活塞 (制动器)分开。在调整板下装有中间盘，并在中间盘上开有与滚动 体(滚轴)滑动连接的槽，在施压活塞开有与滚动体(滚轴)滚动 连接的，由叁段斜面组成的槽。用制动总泵进行补偿，并用压力止 断阀(59)进行止断，应急制动器与图6一样的高安全盘式制动器 总装图

图8---1种同时采用液压自动补偿和机械自动补偿，即行车 制动用液压自动补偿，驻车、应急制动用机械自动补偿。行车制动 用机械增压器或其它装置进行液压增压(如现在常用的制动总泵加 真空助力器进行增压)，液压进行行车制动。驻车、应急制动用机 械增力机构制动，用限位套(67)进行机械自动补偿限位。用橡胶 回位密封圈(24)回位。副活塞也用与限位套(67)相同的支承套 (63)，它支承钢丝绳的支架(66)，并用滚轮(65)对钢丝绳(18) 转向，以方便用密封罩(64)密封，限位套(67)除了限位外还作 为油缸套使用，而支承套(62)用来支承工作活塞产生的行车制动 力，活塞与杠杆块上装的滚动体接触的地方为支承条上的斜面，而 不是槽，的一种后制动器简图。

图9---1种图8所示制动器用橡胶回位密封圈的两种结构。

图10---1种汽车用存制动油的容器旋转90度后、增压器的 总装图。它安装在汽车上现在安装总泵和真空助力器的地方，并代 替它们向制动器提供高压力液压油进行行车制动。它用推式和双腔 活塞结构。

图11---1种在活塞上开有斜槽，斜槽内装有削去一部份的滚 动体，摩托车用高安全盘式制动器制动时的工作原理图

图12---1种摩托车用高安全盘式制动器解除制动时的工作原 理图

图13---杠杆块尾部工作面C由一段圆弧面组成的示意图

图14---杠杆块尾部工作面C由几段斜面组成的示意图

图15---滑块工作面D和E的工作角α的原理图

图16---滑块的放大图

图17---采用推式结构，用多根滚针和支承板来减少压强，提 高增压器寿命，施压活塞上开矩形槽，并用一个增压器来驱动两个 制动器的简图

图18---用凸轮机构来作增压器的高安全盘式制动器的简图

图19---汽车用高性能盘式离合器半剖视总装图

图20--汽车用高性能盘式离合器增力结构和拨叉的简图

图21-汽车用高性能盘式离合器限位轴和回位簧安装简图

图22-1种另外用螺杆、螺纹套进行非阶跃式自动补偿，用 橡胶密封圈回位，用于行车制动和驻车制动的汽车高安全盘式制动 器的总装图

图23-工作原理与图22一样，另一种结构的用螺杆、螺纹套 进行非阶跃式自动补偿，用橡胶密封圈回位的自动补偿原理图

图24--1种用螺杆、螺纹套、棘轮、棘爪进行阶跃式驻车自 动补偿，用液压进行行车制动和自动补偿的一种高安全汽车盘式制 动器的总装图

图25-图24中棘轮、棘爪的工作原理图

高安全盘式制动器具体实施方案：

现结合附图1对高安全盘式制动器的机械自动补偿方案、工作 原理、和杠杆块、滑块增力机构进行介绍。附图1为摩托车用高安 全盘式制动器的总装图。在机体(1)内从上到下装有，补偿扭簧(11) 螺纹板(10)滚动体(滚轴或滚针)(9)杠杆块(8)滚动体(滚针 或滚轴)(13)滑块(14)限位片(7)滚轴(或滚针)(6)活塞(5)等 零件。补偿扭簧(11)向螺纹板(10)提供旋转力进行自动补偿。  螺 纹板(10)和机体(1)上的螺纹最好为去角锯齿型螺纹。限位片(7) 用螺钉(38)经套(61)压紧在机体(1)上，它与机体摩擦连接。限 位片(7)限制了螺纹板(10)的位置，并使活塞(5)有一定的回位空 间。它的工作原理是这样的。制动时骑手握下手把，手把拉动钢丝 绳(18)，钢丝绳(18)经联接套(16)、钢片(15)、铆钉(12)最后拉动 滑块(14)向右移动，滑块(14)上的滚针(13)推动杠杆块(8)尾部C逆 时针转动。杠杆块(8)上J槽里装的滚轴(9)在螺纹板(10)的下平面 滚动，杠杆块(8)F槽装的另一滚轴(或钢球)(6)由于偏心e的作用 向下压活塞(5)，滚轴(9)平面到活塞(5)下面的尺寸H变长，活塞(5) 把制动蹄片(2)压向制动盘(3)。另一路是滚轴(9)向上推动螺纹板 (10)，螺纹板(10)推动机体(1)，最后推动制动蹄片(2)压住制动盘 (3)的另一边，制动器进行制动。以上介绍请见附图1和附图10。当 解除制动时，驾驶员松开手把，在回位簧(17)和杠杆块(8)尾部C曲 面的作用下滑块(14)向左移动，杠杆块(8)在制动盘(2)，密封圈(4) 的作用下顺时针转动，由于杠杆块(8)上的两槽(槽J和槽F)有偏心 e，滚轴(13)平面到活塞(5)下面的尺寸H变短，制动盘(3)与制动蹄 片(2)之间产生间隙，解除制动。这里要注意偏心e的量，它过小时， 虽然增力比可以增大，但工作行程可能减小，并可能自锁。以上介 绍请见附图1和附图10和附图11。如果是轻制动，两制动蹄片(2) 几乎没有磨损，这时限位片(7)的头部顶住螺纹板(10)的下平面进 行限位，解除制动后，螺纹板(10)在扭簧(11)的作用下不能向下转 动补偿。如果是强制动，制动蹄片(2)有磨损。制动时，活塞(5)向下 移动与相应一片制动蹄片(2)磨损量的距离，机体(1)也向上移动与 相应一片制动蹄片(2)磨损量相同的距离(两制动蹄片磨损基本一 致)，这时限位片(7)的头部与螺纹板(10)下平面之间产生与制动蹄 片磨损量相同的间隙。解除制动后，由于螺纹板(10)下平面与限位 片(7)的头部之间产生间隙，螺纹板(10)在扭簧(11)的作用下转动 进行补偿，制动器完成一次补偿。不管是现在常用的盘式制动器还 是高安全盘式制动器和湿式离合器，其工作行程都较短，因而自动 补偿是必须的。上面介绍的补偿方式是机械自动补偿机构。当机体 (1)的体积较大时，限位片(7)可以改为限位套(20)，并用螺栓(48) 加力锁紧，当然摩擦力足够大时也可以不用螺栓锁紧，如图8所示。 图8中设置橡胶回位密封圈(24)的目的是，一是密封，二是向活 塞提供一个回位力。为使杠杆块(8)能更好回位，可以在它的尾部加 装回位簧(21)，如图4所示。

这里特别要注意设计杠杆块(8)尾部的C曲面和滑块(14)上的 D曲面。C曲面可以由一段或几段曲面组成，如一段圆弧面(如图12 所示)，也可以是双曲面、抛物面、椭圆曲面等各种曲面组成。也可 以用一段或几段斜面组成(如图13所示)。这个C曲面与滑块(14) 上装的滚针(或滚轴)(13)的工作角度α越小，增力越大，但操作行 程越大。工作角度α在设计时要注意不能自锁，以免不能回位。工 作角我进行过实验，一般可以大于8度。一般可以为3-70度，当然 零件工作面光洁度很高时，滑块(14)下部与活塞(5)上平面之间安 滚针，可能还可以更小，如3度以上，但操作行程将大大加大，自锁倾 向加大，所以应留有安全余地。除了杠杆块(8)逆时针转动能快速消 除制动盘(3)与制动蹄片(2)的间隙外，设计得好的C曲面也能快速 消除制动盘(3)与制动蹄片(2)的间隙，当然几段斜面也能满足上述 要求。当然C曲面也可设计为两段或几段曲面，以更好满 足使用需要。如附图13所示，杠杆块(8)的工作角度分为叁段，第 一段C1的工作角度β1最大，这时可用较小的滑块(14)工作行程， 使杠杆块(8)得到较大转动角度，迅速消除制动蹄片(2)与制动盘(3) 之间的间隙。这时制动器也不需要较大的增力作用。第二段C2的 工作角度β2小于β1，增力作用大于C1段，这时机体(1)处于弹性 变形的初期，所需的增力作用可比C3段小。为满足继续增大制动 力的需要，又要使操纵力控制在合理的范围内。第三段工作曲面C3 的工作角度β为最小，增力作用最大。这样节省了操纵行程，在较短 的操纵行程内满足了需要，也减少了制动器的体积。当然也可把C 曲面设计为更多段，还可以设计为连续的曲面如附图12所示。C 曲面等主要工作曲面的情况在原创专利(ZL98808763.4)中也有祥 细描述。

滑块(14)上的D曲面这样设计较好，当杠杆块(8)的C曲面与 滑块(14)上装的滚针(或滚轴)(13)处于最大增力时(工作时)，C 曲面与D曲面的夹角β应小于它们的自锁角。这样在工作时(制动 时或结合时)滑块(14)上的滚针(13)(或滚轴)不会向D曲面的低处 滚动，它向低处滚动时不能正常工作。这样D曲面与活塞(5)的上 平面或与螺纹板(10)下平面的工作夹角γ等于α加β，α角为C曲 面与活塞(5)的上平面或与螺纹板(10)下平面的工作夹角。这样γ 角可以尽可能大，使滑块(14)回位的分力尽可能大，从而滑块(14) 不会自锁，能自由回位。它的工作角度为10--45度，请见附图14。 滑块(14)上的另一个面E，它在滚针(13)工作时应能档住它，不让 它滚出D曲面既可。它可为一个垂直平面或一个斜面。钢片(15)上 的槽孔N(附图10所示)应让滚针(13)在D曲面有一点移动量，以方 便回位。

为了尽量减小操纵行程(特别是在增力比较大时)，为增加制 动器分离后的间隙，以及快速消除间隙，不浪费操作行程，可以把活 塞(5)上的槽做成斜面槽，如图6--7所示。甚至还可以为斜面，如 附图8所示。可以按图7中的结构来设计(也可以参考图6)。在施 压活塞(30)的上面开有一斜槽，在调整板(31)与杠杆块(8) 之间装有中间盘(52)，中间盘(52)上开有一槽，槽中装有滚动 体(9)的一部份，滚动体(9)的另一部份装在杠杆块(8)上的 槽中。另一个滚动体(6)的一部份装在杠杆块(8)的槽中，滚动 体(6)的另一部份装在施压活塞(30)的斜槽中。当制动器开始 制动时，滑块(14)向右移动，它推动杠杆块(8)饶滚动体(9) 的中心逆时针转动。同时杠杆块(8)推动滚动体(6)向施压活塞 (30)上的斜槽的斜面滚动，同时压施压活塞(30)向下移动，工 作活塞(28)和机体(1)压制动蹄片(2)快速消除间隙。滑块继 续向右移动，制动器进入制动状态。与滚动体(6)连接的斜面的 角度可根据需要设计。由于施压活塞(30)上开有斜槽，制动器的 增压机构可以用最小的操纵行程来得到最大的增力比，不浪费一点 操纵行程。并且制动时的可用剩余工作行程较大。

杠杆块(8)上的两槽为曲面槽，较好为圆弧槽或矩形槽。对应的 活塞(5)、施压活塞(30)上的槽为曲面槽，如园弧、矩形、弧形、 斜面、多斜面、多弧面、多曲面槽，如图1、4、6、7、16所示。为 简化结构和自动调整杠杆块(8)的位置，活塞(5)或调整板(31)上的 槽和对应杠杆块(8)上的槽可以改为半球孔，这时装在它的中间的 滚针(6)(或滚轴)应改装成钢球(47)，如图4、5所示。

为使滑块(14)能更好地回位，减少操作力，可以在滑块(14)与 螺纹板(10)之间，或滑块(14)与活塞(5)的上平面之间装滚针(或滚 轴)(25)，如图4图5所示。

为使它能承受更大的载荷和减小摩擦，还可以在调整板(31)与 杠杆块(8)上装的削去一部分的滚轴(9)之间加装多根滚轴或滚针 (54)和一块支承板(55)，如图16所示。

为使杠杆块的作用力处于活塞的中部，并使杠杆块(8)的尾部 足够长。可以用两个活塞来解决上述问题，如图8所示。图中一个 为主活塞(5)另一个为副活塞为(54)。

为使杠杆块、滑块增力机构组件不再沿活塞轴线作大幅移动， 更好密封、设计、安装制动器。可以采用附图22-23的机械自动补 偿机构。附图22是一种行车、驻车都采用非阶跃式机械自动补偿的 高安全盘式制动器。由于自动补偿机构设置在增力机构和活塞之间， 杠杆块、滑块增力机构不再沿活塞的轴线作大幅移动，从而制动器 十分好密封和安装，大幅提高了可靠性。如果由增压器向它的分泵 提供较高压力油，它可以产生相当大的制动力(可比其它的制动力 大2-4倍)。它的自动补偿工作原理是这样的，制动时高压油(可由 增压器提供或总泵、助力器提供)经油管(22)进入分泵拉动滑块 (14)向右移动，它推动杠杆块(8)向逆时针转动，杠杆块(8) 经滚轴(6)推动代螺杆的施压活塞(30)向下移动，经螺纹套(76)、 压板(77)最后压工作活塞(28)向下移动，制动器进行制动。如 果制动器制动蹄片(2)没有磨损时，活塞(28)的工作行程为h。 当解除制动时，工作活塞(28)在橡胶回位密封圈(24)的回位力 作用下回位h的量，施压活塞(30)也回位h的量。当制动时制动 蹄片(2)有磨损时，设磨损量为x，这时施压活塞(30)在杠杆块(8)、 滑块(14)的作用下除了要向下移动h的量外，还要多移动x的量， 从而工作活塞(28)也要多移动x的量，这时橡胶回位密封圈(24) 却只被压缩h的量，而压板(77)却要压住摩擦套(67)的端面， 并推动摩擦套(67)向下移动x的量，压板(77)与工作活塞(28) 固定连接。当解除制动后橡胶回位密封圈(24)却只推动工作活塞 (28)回位一个h的量，这时摩擦套(67)却不能向上回位移动(它 与机体(1)紧密摩擦配合)，而杠杆块(8)组件却回位向施压活塞 (30)提供了一个h加x的量的回位空间，施压活塞(30)在橡胶 回位密封圈(24)的作用下回位h的量，这时螺纹套(76)在扭簧 (11)的作用下转动一个量，螺纹套(76)并向上移动x的量，自 动补偿机构完成一次自动补偿。这里要注意的是，橡胶回位密封圈 (24)的回位力要大于扭簧(11)向螺纹套(76)提供的回位补偿 力。换一个说法就是扭簧(11)的扭力不能太大，但也要能转动螺 纹套(76)，否则就不能很好进行自动补偿。既在制动器解除制动后 扭簧(11)作用于螺纹套(76)的扭力不能使螺纹套(76)压缩橡 胶回位密封圈(24)，橡胶回位密封圈(24)产生的回位力始终使压 板(77)与摩擦套(67)的端面有一个h大小的间隙(如附图22中 的局部放大图所示)，当然上述扭簧(11)产生的扭力也不能推动摩 擦套(67)向下移动。为使橡胶回位密封圈(24)寿命更长、摩擦 系数更稳定，可以在橡胶回位密封圈(24)上套一个冲压金属环(80)。 这样作的好处除了好密封外，还可以对杠杆块、滑块等零件组成的 增力组件磨损后进行自动补偿。另外摩托车机械盘式制动器也可以 采用这种结构，只是不再用液压驱动滑块，而是用钢丝绳驱动滑块 进行制动罢了。

在用液压进行行车制动，用杠杆块、滑块增力机构作驻车制动 时。行车自动补偿采用液压自动补偿，而采用附图23的阶跃式机 械自动补偿机构进行驻车自动补偿。它的工作原理如下，当高压油 经管道(管道未画出)进入工作腔(35)，工作活塞(28)向下移 动，制动器进行制动。制动时工作活塞(28)向下移动一个量h时， 它又拉动螺杆(74)也向下移动h的量，螺杆(74)又拉动带端棘 齿的棘轮螺纹套(69)向下移动h的量，螺杆(74)与棘轮螺纹套   (69)螺纹连接。制动时当制动蹄片(2)的累积磨损量小于设定 的量n时，棘爪(70)卡住棘轮螺纹套(69)的端棘齿，棘爪(70) 与机体固定连接，棘轮螺纹套(69)既使在扭簧(11)的作用下也 不能转动。制动时当制动蹄片(2)的累积磨损量大于设定的量n 时，工作活塞(28)经螺杆(74)拉动棘轮螺纹套(69)向下移动 一个大于h+n的量，这时棘爪(70)不能卡住棘轮螺纹套(69)的 棘齿，棘轮螺纹套(69)在扭簧(11)的作用下转动一个角度，棘 轮螺纹套(69)向上移动一个n的量(这个量一般在0.05-0.30mm 之间)，这时棘爪(70)卡住下一颗端棘齿，自动补偿机构完成一 个自动补偿过程。由于是带端棘齿的棘轮螺纹套(69)，在橡胶回 位圈(24)的回位力的作用下，解除制动后棘爪(70)与棘轮螺纹 套(69)可以向上移动h或大于h一点的量，从而满足分离间隙的 要求。当要进行驻车制动时，滑块(14)向右移动推动杠杆块(8) 向逆时针转动，杠杆块(8)推动滚柱(6)然后推动施压活塞(30) 向下移动，它又推动棘轮螺纹套(69)然后再推动螺杆(74)、工 作活塞(28)进行驻车制动。

附图4为一种行车制动用液压传动，驻车制动和应急制动用钢 丝绳(23)传动，采用机械自动补偿的一种制动器方案。

高安全盘式制动器不使用机械补偿方式，而采用液压补偿方案， 请见附图6、等。它的工作原理是这样的，请见附图6。未制动时存 制动油的容器(68)内的无压力油由管道(60)经补偿孔(27)进入增 压腔(34)和工作腔(35)(它们有时为同一个腔)，进行补偿。制动时 行车制动总泵(行车制动总泵未画出，它与现在常用的制动器总泵 基本一样)把低压油压入油管(22)，当低压油进入分泵(39)。低压油 进入分泵(39)后，分泵活塞(40)经其它零件拉动滑块(14)向右移动， 杠杆块(8)向逆时针转动，杠杆块(8)推动滚动体(6)滚上施压活 塞(30)上的斜槽的角度较大的斜面，施压活塞(30)快速向下移动。 当施压活塞(30)向下移动一定距离后，它的皮碗(29)或密封圈(29) 把补偿孔(27)封住，工作腔(35)与存制动油的容器的油路断开。补 偿孔(27)封闭后施压活塞(30)继续快速向下移动，由于液体的不 可压缩性，液体又压工作活塞(28)向下压制动蹄片(2)，先消除制动 蹄片(3)与制动盘(3)之间的间隙，然后进行制动。皮碗(29)的 形状可以与常用的制动总泵皮碗一样。当消除间隙后，分泵(39)滑 块(14)继续使杠杆块(8)向逆时针转动，杠杆块(8)推动滚动体(6) 又滚上施压活塞(30)上斜槽角度较小的斜面，对施压活塞(30)施加 巨大压力，制动器进行制动。另一路调整板(31)又推动机体(1)向上 移动，机体(1)又拉动另一块制动蹄片(2)压向制动盘(3)，制动器进 行制动。当驾驶员松回制动踏板时，解除制动后，滑块(14)向左 回位，杠杆块(8)顺时针转动回位，滚针(6)回到施压活塞(30)上 的斜槽底，施压活塞(30)在回位簧(32)的作用下向上移动，这时工 作腔没有压力，工作活塞(28)在密封圈(29)的回弹和回位簧(32)产 生的负压下向上回位。当施压活塞(30)上的皮碗(29)或密封圈(29) 向上回位超过补偿孔(27)后，工作腔(35)与存制动油的容器之间的 油路完全相通，工作腔(35)泄压。制动器完全解除制动。这时工作 活塞(28)的回位量完全由工作活塞(28)的密封圈(4)的回位量决定 (一般在0.30毫米左右，这一点与常用盘式制动器基本完全相同)。 当制动蹄片(2)磨损较大后，工作活塞(28)制动时的行程大于密封 圈(4)的回位量后，工作活塞(28)只能回密封圈(4)的回位量，它多 走的行程产生的空间这时由液体补充，制动器完成一次自动补偿。 这种自动补偿的方式和结构，与现在常用盘式制动器是完全一样 的。这种补偿方式的优点是十分可靠，增压器(41)的密封问题十分 好处理，并可以分开设置，能很好地安在货车上。缺点是它不好设置 驻车制动器，即使要设置，成本比较高。这里要注意的是补偿孔(27) 的开口，并且它的起始位置最好能调整，如图6中(36)所示。这时补 偿孔(27)的起始位置由代螺纹的调整板(31)转动进行调整，转动它 还可以补偿杠杆块(8)、滑块(14)、增压组件因长期工作磨损的量， 当然它要工作相当长的时间才调整一次。它所起的作用基本上与螺 纹板(10)一样，不同的地方是它不再担当自动补偿的作用。这里要 注意的另一个问题是，施压活塞(30)向下移动封住补偿孔后，它继 续向下移动时要继续封住补偿孔(27)，不能让液体泄漏到杠杆块(8) 所在的腔内。它可以用双唇皮碗(29)来解决，或用装两个皮碗来解 决，也可以加长密封圈(29)的方法来解决。请见附图6中所示。另 外与补偿孔(2)连接的管道(60)可以与制动总泵连接，也可以与存 制动油的容器连接。当补偿孔(27)与另存制动油的容器连接时，制 动总泵与分泵(39)的液压油可以与增压腔(34)和工作腔(35)不同， 这样可以根据各自的需要选择油液，满足制动器的需要。附图6的 应急制动分泵(58)由手制动上安的总泵驱动。它的油路与行车制 动油路独立分开设置，互不影响。

另外一种方案是用定距单向阀(36)代替补偿孔(27)，如图5所 示。解除制动时，定距单向阀(36)开通，使它能自动补偿。当施压 活塞(30)在杠杆块(8)和滑块(14)增力组件的作用下，向下移 动很小一段距离后，定距单向阀(36)关闭，工作腔(35)产生巨大压 力，制动器开始工作。解除制动时的过程与上述方案一样。

再一种方案是杠杆块(8)滑块(14)施压活塞(30)组件(也叫增 压器)与工作活塞(28)(也叫制动器)分开设置，之间用加强软管(33) 或金属管(33)连接起来，如附图5、7所示。这样的好处是，设置十 分方便，想在什么地方安装，就在什么地方安装。并且可以一个增压 器(41)连接几个制动器(42)。如一个增压器(41)连接两个前制动缸 (42)(器)，或者由一个增压器(41)在货车的一个轮子上连接两个制 动缸(28)，这样可增加制动力，这在轿车和货车上十分有用，并可节 约成本。注意：用金属管(33)直接连接增压器(41)与制动器(42)时， 增压器(41)最好能随制动器(42)一起移动。

再一种方案是，用制动总泵来的油液先去消除制动蹄片(2) 与制动盘(3)之间的间隙，然后再由机械增力机构增压去进行制 动。如附图7所示。在制动总泵与增压腔(34)之间连接的管道上 (22)安上一个压力止断阀(59)。制动初期，制动总泵来的压力 液体先进入施压活塞(30)的增压腔(34)和工作腔(35)，这时 由于分泵产生的压力没有压力油对施压活塞(30)产生的压力大， 机械增力机构不工作。制动蹄片(2)与制动盘(3)消除间隙后， 液压力升高后，压力止断阀(59)关闭了制动总泵与增压腔(34) 和工作腔(35)相连的管道(22)。这时机械增力机构[杠杆块(8)、 滑块(14)、活塞(5)等零件组成的增力结构]在分泵(39)的作 用下开始工作，制动器开始制动。

采用液压自动补偿的高安全盘式制动器与机械自动补偿的相 比，少了限位件、扭簧、螺纹板等零件，它用液体补偿了制动蹄片 的磨损量。

在轿车中可以这样设置，前制动器用液压自动补偿，增压器(41) 增压，手制动手把机构上另设置一个液压应急制动总泵驱动增压器 (41)增压，然后再驱动两个前制动器，后制动器用机械自动补偿 结构，手制动手把用钢丝绳驱动两个后制动器。这样既能作应急制 动器使用，又能作驻车制动器使用。注意：这时在前制动器系统中 最好装一个定时泄压阀泄压(如40秒后泄压)，以免液体泄漏。另外 为解决制动器总泵与后制动器钢丝绳同步问题，应在手制动手把与 钢丝绳之间加装拉簧，以解决总泵泄压后，钢丝绳不能向后制动器 提供拉力，从而不能进行驻车制动的问题。当然也可以不在手制动 手把上设制动总泵，而用手把经钢丝绳直接驱动增压器(41)。

附图8是一种用高压油进行行车制动，高压油可由我发明的增 压器，或其它装置提供(如现在常用的真空助力器加总泵)。行车 制动由液压进行自动补偿，当然也不排除有机械自动补偿的可能。 机械增力机构只是进行驻车、应急制动，机械自动补偿。限位套(67) 除了限位外还作为油缸套使用，而支承套(62)用来支承工作活塞 产生的制动力。这时轿车可以这样设置，脚踏板直接驱动增压器 (41)[推、拉都可]，增压器(41)对油液进行增压，然后去驱动 行车制动器进行制动。制动器中，前轮制动器可以不带驻车制动， 后轮制动器为与附图8一样的带驻车制动的制动器。这时增压器可 以采用象现在一样的双腔制动总泵，既带两个串连活塞的增压器 (如附图21-22)。这时它的结构与现在的制动器系统很接近，容易 被接受。并有一定的应急制动功能，成本也低很多。

当然制动器中的增力结构的零件安装方式，零件上的槽形、孔 形还有多种型式，由于篇幅有限，这里不在多述，请参见技术方案 和附图的介绍。

离合器的具体实施方案是：

它的工作原理和结构基本上与制动器一样，不一样的地方主要 有，第一，它是常合式，制动器是常开式，它的原始接合力来至弹簧， 操作力只是对它进行分离用，第二，为使它受力均匀一般设置多组 杠杆块、滑块增压组件，第三，它只采用机械自动补偿结构。

它的工作原理如下，如附图18附图19附图20所示。杠杆块 (8)、滑块(14)增力组件在压簧(46)的作用下把压盘(45)压向从动 盘(43)。压盘(45)和飞轮盘(44)把动力传递给从动盘(43)，离合器 结合传递扭矩。当要离合器分离时，操作者踏下脚踏板。运动经其 它零件的传递到分离轴承(53)。分离轴承(53)向下移动，它压下拨 叉(51)，拨叉(51)推动滑块(14)使杠杆块(8)向顺时针转动。杠杆块 (8)上的滚轴(9)与支承盘(52)之间产生间隙，之后在回位簧(54)和 拨叉(51)的作用下压盘(45)向上移动，离合器分离。

它的自动补偿原理与上述制动器机械补偿一样，不同的是它的 限位轴(50)既要限制支承盘(52)又要限制压盘(45)的回位量，以免 回位簧(54)阻止补偿螺杆(49)进行自动补偿。限位轴(50)比较紧地 摩擦连接在壳体(56)上。补偿螺杆(49)与支承盘(52)接触的端头加 装多颗钢球(47)主要是减少摩擦、方便补偿。它的工作原理是这样 的，当从动盘(43)、压盘(45)、飞轮盘(44)有磨损时，在杠杆 块(8)、滑块(14)增压组件的作用下，压盘(45)拉动限位轴(50) 向下移动与磨损量相同的距离，限位轴(50)上的台阶与支承盘(52) 之间产生与上面相同的间隙，当离合器分离时在补偿扭簧(11)的 作用下，补偿螺杆(49)转动并向下运动，支承盘(52)在它的作 用下向下移动，并消除了与限位轴(50)之间的间隙，完成了一次 自动补偿。

离合器的增力机构的工作原理与制动器完全一样。它是利用杠 杆块、滑块增力机构来提供离合器接合力，由人力提供分离的力。 杠杆块(8)、滑块(14)的形状，以及各工作曲面也都与制动器一样。

总之这种增力机构具有简单、体积小、增力巨大、成本低廉、 可靠性极高，把它用于制动器和离合器上将有巨大的前景。